計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)上密碼技術(shù)的發(fā)展了那幾個(gè)階段 分別發(fā)生了那些顯著的變化


推薦答案主要分三個(gè)階段!

密碼學(xué)是一個(gè)即古老又新興的學(xué)科。密碼學(xué)(Cryptology)一字源自希臘文"krypto's"及"logos"兩字,直譯即為"隱藏"及"訊息"之意。密碼學(xué)有一個(gè)奇妙的發(fā)展歷程,當(dāng)然,密而不宣總是扮演主要角色。所以有人把密碼學(xué)的發(fā)展劃分為三個(gè)階段:

第一階段為從古代到1949年。這一時(shí)期可以看作是科學(xué)密碼學(xué)的前夜時(shí)期,這階段的密碼技術(shù)可以說(shuō)是一種藝術(shù),而不是一種科學(xué),密碼學(xué)專(zhuān)家常常是憑知覺(jué)和信念來(lái)進(jìn)行密碼設(shè)計(jì)和分析,而不是推理和證明。

早在古埃及就已經(jīng)開(kāi)始使用密碼技術(shù),但是用于軍事目的,不公開(kāi)。

1844年,薩米爾·莫爾斯發(fā)明了莫爾斯電碼:用一系列的電子點(diǎn)劃來(lái)進(jìn)行電報(bào)通訊。電報(bào)的出現(xiàn)第一次使遠(yuǎn)距離快速傳遞信息成為可能,事實(shí)上,它增強(qiáng)了西方各國(guó)的通訊能力。
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20世紀(jì)初,意大利物理學(xué)家奎里亞摩·馬可尼發(fā)明了無(wú)線(xiàn)電報(bào),讓無(wú)線(xiàn)電波成為新的通訊手段,它實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離通訊的即時(shí)傳輸。馬可尼的發(fā)明永遠(yuǎn)地改變了密碼世界。由于通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波送出的每條信息不僅傳給了己方,也傳送給了敵方,這就意味著必須給每條信息加密。

隨著第一次世界大戰(zhàn)的爆發(fā),對(duì)密碼和解碼人員的需求急劇上升,一場(chǎng)秘密通訊的全球戰(zhàn)役打響了。

在第一次世界大戰(zhàn)之初,隱文術(shù)與密碼術(shù)同時(shí)在發(fā)揮著作用。在索姆河前線(xiàn)德法交界處,盡管法軍哨兵林立,對(duì)過(guò)往行人嚴(yán)加盤(pán)查,德軍還是對(duì)協(xié)約國(guó)的駐防情況了如指掌,并不斷發(fā)動(dòng)攻勢(shì)使其陷入被動(dòng),法國(guó)情報(bào)人員都感到莫名其妙。一天,有位提籃子的德國(guó)農(nóng)婦在過(guò)邊界時(shí)受到了盤(pán)查。哨兵打開(kāi)農(nóng)婦提著的籃子,見(jiàn)里頭都是煮熟的雞蛋,亳無(wú)可疑之處,便無(wú)意識(shí)地拿起一個(gè)拋向空中,農(nóng)婦慌忙把它接住。哨兵們覺(jué)得這很可疑,他們將雞蛋剝開(kāi),發(fā)現(xiàn)蛋白上布滿(mǎn)了字跡,都是英軍的詳細(xì)布防圖,還有各師旅的番號(hào)。原來(lái),這種傳遞情報(bào)的方法是德國(guó)一位化學(xué)家提供的,其作法并不復(fù)雜:用醋酸在蛋殼上寫(xiě)字,等醋酸干了后,再將雞蛋煮熟,字跡便透過(guò)蛋殼印在蛋白上,外面卻沒(méi)有任何痕跡。
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1914年8月5日,英國(guó)“泰爾哥尼亞”號(hào)船上的潛水員割斷了德國(guó)在北大西洋海下的電纜。他們的目的很簡(jiǎn)單,就是想讓德國(guó)的日子更難過(guò),沒(méi)想到這卻使德方大量的通訊從電纜轉(zhuǎn)向了無(wú)線(xiàn)電。結(jié)果,英方截取了大量原本無(wú)法得到的情報(bào)。情報(bào)一旦截獲,就被送往40號(hào)房間——英國(guó)海軍部的密件分析部門(mén)。40號(hào)房間可以說(shuō)是現(xiàn)代密件分析組織的原型,這里聚集了數(shù)學(xué)家、語(yǔ)言學(xué)家、棋類(lèi)大師等任何善于解謎的人。

1914年9月,英國(guó)人收到了一份“珍貴”的禮物:同盟者俄國(guó)人在波羅的海截獲了一艘德國(guó)巡洋艦“瑪格德伯格”號(hào),得到一本德國(guó)海軍的密碼本。他們立即將密碼本送至40號(hào)房間,允許英國(guó)破譯德國(guó)海軍的密件,并在戰(zhàn)爭(zhēng)期間圍困德軍戰(zhàn)船。能夠如此直接、順利且經(jīng)常差不多是同時(shí)讀取德國(guó)海軍情報(bào)的情況,在以往的戰(zhàn)事中幾乎從未發(fā)生過(guò)。

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密碼學(xué)歷史上最偉大的密碼破譯事件開(kāi)始于1917年1月17日。當(dāng)時(shí)英軍截獲了一份以德國(guó)最高外交密碼0075加密的電報(bào),這個(gè)令人無(wú)法想象的系統(tǒng)由一萬(wàn)個(gè)詞和詞組組成,與一千個(gè)數(shù)字碼群對(duì)應(yīng)。密電來(lái)自德國(guó)外交部長(zhǎng)阿瑟·齊麥曼,傳送給他的駐華盛頓大使約翰·馮·貝倫朵爾夫,然后繼續(xù)傳給德國(guó)駐墨西哥大使亨尼?!ゑT·艾克哈爾特,電文將在那里解密,然后交給墨西哥總統(tǒng)瓦律斯提阿諾·加漢扎。

密件從柏林經(jīng)美國(guó)海底電纜送到了華盛頓,英軍在那里將其截獲并意識(shí)到了它的重要性。但是,同樣接到密件的約翰·馮·貝倫朵爾夫卻在他的華盛頓辦公室里犯了個(gè)致命的錯(cuò)誤:他們將電報(bào)用新的0075密件本譯出,然后又用老的密件本加密后用電報(bào)傳送到墨西哥城。大使先生沒(méi)有意識(shí)到,他已經(jīng)犯下了一個(gè)密碼使用者所能犯的最愚蠢的、最可悲的錯(cuò)誤。

此時(shí),已經(jīng)破譯了老密碼的英方正對(duì)著這個(gè)未曾破譯的新外交密碼系統(tǒng)一籌莫展,不過(guò)沒(méi)過(guò)多久,他們便從大使先生的糊涂操作中獲得了新舊密碼的比較版本。隨著齊麥曼的密件逐漸清晰起來(lái),其重要性令人吃驚。

盡管1915年美國(guó)的遠(yuǎn)洋客輪“露斯塔尼亞”號(hào)被德軍擊沉,但只要德國(guó)對(duì)其潛艇的行動(dòng)加以限制,美國(guó)仍將一直保持中立。齊麥曼的電文概括了德國(guó)要在1917年2月1日重新開(kāi)始無(wú)限制海戰(zhàn)以抑制英國(guó)的企圖。為了讓美國(guó)原地不動(dòng),齊麥曼建議墨西哥入侵美國(guó),重新宣布得克薩斯州、新墨西哥州和亞里桑納州歸其所有。德國(guó)還要墨西哥說(shuō)服日本進(jìn)攻美國(guó),德國(guó)將提供軍事和資金援助。

英國(guó)海軍部急于將破譯的情報(bào)通知美國(guó)而又不能讓德國(guó)知道他們的密碼已被破譯。于是,英國(guó)的一個(gè)特工成功地滲入了墨西哥電報(bào)局,得到了送往墨西哥總統(tǒng)的解了密的文件拷貝。這樣,秘密就可能是由墨西哥方泄露的,他們以此為掩護(hù)將情報(bào)透露給了美國(guó)。

美國(guó)憤怒了。每個(gè)人都被激怒了,原先只是東海岸的人在關(guān)心,現(xiàn)在,整個(gè)中西部都擔(dān)心墨西哥的舉動(dòng)。電文破譯后六個(gè)星期,美國(guó)對(duì)德國(guó)宣戰(zhàn)。當(dāng)總統(tǒng)伍德羅·威爾遜要求對(duì)德宣戰(zhàn)時(shí),站在他背后的,是一個(gè)團(tuán)結(jié)起來(lái)的憤怒的國(guó)家,它時(shí)刻準(zhǔn)備對(duì)德作戰(zhàn)。

這可能是密碼破譯史上,當(dāng)然也是情報(bào)史上最著名的事件。齊麥曼的電文使整個(gè)美國(guó)相信德國(guó)是國(guó)家的敵人。德國(guó)利用密碼破譯擊敗了俄軍,反過(guò)來(lái)又因自己的密碼被破譯而加速走向了滅亡。

第一次世界大戰(zhàn)前,重要的密碼學(xué)進(jìn)展很少出現(xiàn)在公開(kāi)文獻(xiàn)中。直到1918年,二十世紀(jì)最有影響的密碼分析文章之一¾¾William F. Friedman的專(zhuān)題論文《重合指數(shù)及其在密碼學(xué)中的應(yīng)用》作為私立的“河岸(Riverbank)實(shí)驗(yàn)室”的一份研究報(bào)告問(wèn)世了,其實(shí),這篇著作涉及的工作是在戰(zhàn)時(shí)完成的。一戰(zhàn)后,完全處于秘密工作狀態(tài)的美國(guó)陸軍和海軍的機(jī)要部門(mén)開(kāi)始在密碼學(xué)方面取得根本性的進(jìn)展。但是公開(kāi)的文獻(xiàn)幾乎沒(méi)有。

然而技術(shù)卻在飛速的發(fā)展,簡(jiǎn)單的明文字母替換法已經(jīng)被頻率分析法毫無(wú)難度地破解了,曾經(jīng)認(rèn)為是完美的維吉耐爾(Vigenere)密碼和它的變種也被英國(guó)人Charles Babbage破解了。順便說(shuō)一句,這個(gè)Charles Babbage可不是凡人,他設(shè)計(jì)了差分機(jī)Difference Engine和分析機(jī)Analytical Engine,而這東西就是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的先驅(qū)。這個(gè)事實(shí)給了人們兩個(gè)啟示:第一,沒(méi)有哪種“絕對(duì)安全”的密碼是不會(huì)被攻破的,這只是個(gè)時(shí)間問(wèn)題;第二,破譯密碼看來(lái)只要夠聰明就成。在二次大戰(zhàn)中,密碼更是扮演一個(gè)舉足輕重的角色,許多人認(rèn)為同盟國(guó)之所以能打贏這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)完全歸功於二次大戰(zhàn)時(shí)所發(fā)明的破譯密文數(shù)位式計(jì)算機(jī)破解德日密碼。

1918年,加州奧克蘭的Edward H.Hebern申請(qǐng)了第一個(gè)轉(zhuǎn)輪機(jī)專(zhuān)利,這種裝置在差不多50年里被指定為美軍的主要密碼設(shè)備,它依靠轉(zhuǎn)輪不斷改變明文和密文的字母映射關(guān)系。由于有了轉(zhuǎn)輪的存在,每轉(zhuǎn)動(dòng)一格就相當(dāng)于給明文加密一次,并且每次的密鑰不同,而密鑰的數(shù)量就是全部字母的個(gè)數(shù)――26個(gè)。

同年,密碼學(xué)界的一件大事“終于”發(fā)生了:在德國(guó)人Arthur Scherbius天才的努力下,第一臺(tái)非手工編碼的密碼機(jī)――ENIGMA密碼機(jī)橫空出世了。密碼機(jī)是德軍在二戰(zhàn)期間最重要的通訊利器,也是密碼學(xué)發(fā)展史上的一則傳奇。當(dāng)時(shí)盟軍借重英國(guó)首都倫敦北方布萊奇利公園的「政府電碼與密碼學(xué)院」,全力破譯德軍之「謎」。雙方隔著英吉利海峽斗智,寫(xiě)下一頁(yè)精彩無(wú)比的戰(zhàn)史,后來(lái)成為無(wú)數(shù)電影與影集的主要情節(jié),「獵殺U571」也是其中之一。

隨著高速、大容量和自動(dòng)化保密通信的要求,機(jī)械與電路相結(jié)合的轉(zhuǎn)輪加密設(shè)備的出現(xiàn),使古典密碼體制也就退出了歷史舞臺(tái)。

第二階段為從1949年到1975年。

1949年仙農(nóng)(Claude Shannon)《保密系統(tǒng)的通信理論》,為近代密碼學(xué)建立了理論基礎(chǔ)。從1949年到1967年,密碼學(xué)文獻(xiàn)近乎空白。許多年,密碼學(xué)是軍隊(duì)獨(dú)家專(zhuān)有的領(lǐng)域。美國(guó)國(guó)家安全局以及前蘇聯(lián)、英國(guó)、法國(guó)、以色列及其它國(guó)家的安全機(jī)構(gòu)已將大量的財(cái)力投入到加密自己的通信,同時(shí)又千方百計(jì)地去破譯別人的通信的殘酷游戲之中,面對(duì)這些政府,個(gè)人既無(wú)專(zhuān)門(mén)知識(shí)又無(wú)足夠財(cái)力保護(hù)自己的秘密。

1967年,David Kahn《破譯者》(The CodeBreaker)的出現(xiàn),對(duì)以往的密碼學(xué)歷史作了相當(dāng)完整的記述?!镀谱g者》的意義不僅在于涉及到相當(dāng)廣泛的領(lǐng)域,它使成千上萬(wàn)的人了解了密碼學(xué)。此后,密碼學(xué)文章開(kāi)始大量涌現(xiàn)。大約在同一時(shí)期,早期為空軍研制敵我識(shí)別裝置的Horst Feistel在位于紐約約克鎮(zhèn)高地的IBM Watson實(shí)驗(yàn)室里花費(fèi)了畢生精力致力于密碼學(xué)的研究。在那里他開(kāi)始著手美國(guó)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(DES)的研究,到70年代初期,IBM發(fā)表了Feistel和他的同事在這個(gè)課題方面的幾篇技術(shù)報(bào)告。

第三階段為從1976年至今。1976年diffie 和 hellman 發(fā)表的文章“密碼學(xué)的新動(dòng)向”一文導(dǎo)致了密碼學(xué)上的一場(chǎng)革命。他們首先證明了在發(fā)送端和接受端無(wú)密鑰傳輸?shù)谋C芡ㄓ嵤强赡艿?,從而開(kāi)創(chuàng)了公鑰密碼學(xué)的新紀(jì)元。

1978年,R.L.Rivest,A.Shamir和L.Adleman實(shí)現(xiàn)了RSA公鑰密碼體制。

1969年,哥倫比亞大學(xué)的Stephen Wiesner首次提出“共軛編碼”(Conjugate coding)的概念。1984年,H. Bennett 和G. Brassard在次思想啟發(fā)下,提出量子理論BB84協(xié)議,從此量子密碼理論宣告誕生。其安全性在于:1、可以發(fā)現(xiàn)竊聽(tīng)行為;2、可以抗擊無(wú)限能力計(jì)算行為。

1985年,Miller和Koblitz首次將有限域上的橢圓曲線(xiàn)用到了公鑰密碼系統(tǒng)中,其安全性是基于橢圓曲線(xiàn)上的離散對(duì)數(shù)問(wèn)題。

1989年R.Mathews, D.Wheeler, L.M.Pecora和Carroll等人首次把混沌理論使用到序列密碼及保密通信理論,為序列密碼研究開(kāi)辟了新途徑。

2000年,歐盟啟動(dòng)了新歐洲數(shù)據(jù)加密、數(shù)字簽名、數(shù)據(jù)完整性計(jì)劃NESSIE,究適應(yīng)于21世紀(jì)信息安全發(fā)展全面需求的序列密碼、分組密碼、公開(kāi)密鑰密碼、hash函數(shù)以及隨機(jī)噪聲發(fā)生器等技術(shù)。

建議你可以參考下:密碼學(xué)基礎(chǔ)、密碼學(xué)原理、OpenSSL等書(shū)籍
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